JP2023552716A - Conditioning of superabrasive grinding tools - Google Patents

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Abstract

超砥粒材料からなるセラミックボンド研削粒を有する研削工具320を有する歯研削機においてワークを機械加工する方法において、研削工具をまずドレッシングする。続いて、研削工具の所望の摩耗状態がもたらされるように、ドレッシングされた研削工具をコンディショニングする。その後、プレ歯付きワークを、ドレッシング及びコンディショニングされた研削工具を使用して機械加工する。コンディショニングは、ワークの縁部ゾーンに熱損傷をもたらし得る、研削工具の望ましくない削り込み挙動を防止する。コンディショニングは、機械加工キネマティクスとは異なり、ドレッシングキネマティクスに対応し得るコンディショニングキネマティクスによって実行される。コンディショニングには、ワークの基本形状とは異なる基本形状を有するコンディショニング工具416、425が使用される。【選択図】図2In a method of machining a workpiece in a tooth grinding machine having a grinding tool 320 with ceramic bonded abrasive grains made of superabrasive material, the grinding tool is first dressed. The dressed grinding tool is then conditioned to provide the desired wear condition of the grinding tool. The pre-toothed workpiece is then machined using a dressed and conditioned grinding tool. Conditioning prevents undesirable cutting behavior of the grinding tool, which can lead to thermal damage to the edge zone of the workpiece. Conditioning is performed by conditioning kinematics, which differ from machining kinematics and can correspond to dressing kinematics. Conditioning tools 416 and 425 having a basic shape different from the basic shape of the workpiece are used for conditioning. [Selection diagram] Figure 2

Description

本発明は、歯車研削機において、プロファイル研削ホイール又は研削ウォームとして構成され、超砥粒材料、特にcBN製のビトリファイドボンド研削粒を含む研削工具を使用して、ワークを機械加工する方法に関し、その方法を実行するように設計される歯車研削機に関する。 The present invention relates to a method for machining a workpiece in a gear grinding machine using a grinding tool configured as a profile grinding wheel or a grinding worm and containing vitrified bond grinding grains made of superabrasive material, in particular cBN. A gear grinding machine designed to carry out the method.

歯車研削において、研削工具の異なる仕様の中から選択を行うことができる。ビトリファイドボンドを有するドレッシング可能なコランダム工具、及び電気めっきボンドを有するドレッシング不能なcBN工具に加えて、ビトリファイドボンドを有するドレッシング可能なcBN工具も知られている。ビトリファイドボンドcBN工具は、ドレッシング可能なボンドに起因して、電気めっきボンド工具よりも高い柔軟性を呈する。高性能なcBN切削粒子に起因して、ビトリファイドボンドcBN工具は、高い材料除去率を達成することができる。結果として、2つのドレッシング動作間に機械加工される体積は、コランダム工具と比較して増大することができる。 In gear grinding, it is possible to choose between different specifications of grinding tools. In addition to dressable corundum tools with vitrified bonds and non-dressable cBN tools with electroplated bonds, dressable cBN tools with vitrified bonds are also known. Vitrified bond cBN tools exhibit greater flexibility than electroplated bond tools due to the dressable bond. Due to the high performance cBN cutting particles, vitrified bond cBN tools can achieve high material removal rates. As a result, the volume machined between two dressing operations can be increased compared to corundum tools.

ビトリファイドボンドcBN工具の不都合点は、望ましくない削り込み挙動(grinding-in behavior)が生じることである(www.fva-net.deから2020年11月16日に取得された研究レポートFVA 778 I, IGF No. 18580 N)。「削り込み挙動」という用語は、ビトリファイドボンドcBN工具を使用する際、ドレッシングの直後に、熱処理されるワークの縁部ゾーンに対する熱損傷(いわゆる研削焼け)が生じ得る現象を指すものと理解される。例えば、個々の歯溝が順次研削される歯車の断続プロファイル研削中、ドレッシング後に最初に機械加工された歯溝に縁部ゾーンへの熱損傷が刻まれることが多々ある。この削り込み挙動を説明するには様々なアプローチがある(不十分なチップ空間、露出したボンド、cBN粒子の平坦化)。 The disadvantage of vitrified bonded cBN tools is that they lead to undesirable grinding-in behavior (Research report FVA 778 I, retrieved November 16, 2020 from www.fva-net.de IGF No. 18580 N). The term "cutting behavior" is understood to refer to the phenomenon that, when using vitrified bonded cBN tools, thermal damage to the edge zone of the heat-treated workpiece (so-called grinding burn) can occur immediately after dressing. . For example, during interrupted profile grinding of gear wheels in which individual tooth grooves are ground one after the other, thermal damage to the edge zone is often inscribed in the first machined tooth groove after dressing. There are various approaches to explain this undercut behavior (insufficient chip space, exposed bonds, flattening of cBN grains).

この問題を克服するために、従来技術では、ドレッシング後に研削工具の「慣らし研削」によって研削工具をコンディショニングすることを提案している。これについては2つの方策が提案されている。第1の方策によれば、ドレッシング後、第1の歯溝又は第1のワークを、低減された送込み及び/又は低減された軸方向送り速度で機械加工する。この方策は、実施にコストがかかり、最初に加工したワークの特性が、後から機械加工したワークの特性から逸脱することになり得る。第2の方策によれば、ドレッシング後、1つ又は複数の犠牲ワークをまず機械加工し、その後廃棄する。この方策は、時間がかかり、コストも高い。 To overcome this problem, the prior art proposes conditioning the grinding tool by "breaking in" it after dressing. Two measures have been proposed regarding this. According to a first strategy, after dressing, the first tooth groove or the first workpiece is machined with a reduced infeed and/or a reduced axial feed rate. This strategy is expensive to implement and can result in the properties of the initially machined workpiece deviating from those of the subsequently machined workpiece. According to a second strategy, after dressing, the sacrificial workpiece or workpieces are first machined and then discarded. This strategy is time consuming and expensive.

特許文献1は、超砥粒研削工具をコンディショニングする方法を開示しており、ここでは、研削工具のドレッシング後、犠牲部材に複数の切削を行う。犠牲部材の幾何学形状は、研削工具を用いて後から機械加工されるワークの幾何学形状に対応する。 US Pat. No. 5,003,302 discloses a method for conditioning a superabrasive grinding tool, in which a sacrificial member is made a plurality of cuts after dressing the grinding tool. The geometry of the sacrificial part corresponds to the geometry of the workpiece that is subsequently machined using a grinding tool.

米国特許出願公開第2005/272349号U.S. Patent Application Publication No. 2005/272349

本発明の目的は、ビトリファイドボンド超砥粒の研削粒を含む研削工具を使用する際、工具寿命の初期にワークの縁部ゾーンに熱損傷をもたらすことなく、また、犠牲ワークを機械加工する必要なく、ワークの均一な機械加工を保証する方法を開示することである。 The aim of the invention is to avoid the need for machining sacrificial workpieces when using grinding tools containing vitrified bonded superabrasive abrasive grains without introducing thermal damage to the edge zone of the workpiece at the beginning of the tool life. The object of the present invention is to disclose a method that ensures uniform machining of a workpiece.

この目的は、請求項1の方法によって実現される。更なる実施の形態は、従属請求項において規定される。 This object is achieved by the method of claim 1. Further embodiments are defined in the dependent claims.

したがって、歯車研削機において、超砥粒材料、特にcBN製のビトリファイドボンド研削粒を含む研削工具を使用してワークを機械加工する方法が提案される。本方法は、
a)研削工具をドレッシングするステップと、
b)研削工具の所望の摩耗状態がもたらされるように、ドレッシングされた研削工具をコンディショニングするステップであって、歯車研削機は、コンディショニングキネマティクスを実行する、ステップと、
c)ドレッシング及びコンディショニングされた研削工具を使用して、所定の基本形状を有するプレ歯付きワークを機械加工するステップであって、歯車研削機は、機械加工キネマティクスを実行する、ステップと、
を含む。
A method is therefore proposed for machining a workpiece in a gear grinding machine using a grinding tool comprising vitrified bonded abrasive grains made of superabrasive material, in particular cBN. This method is
a) dressing the grinding tool;
b) conditioning the dressed grinding tool to provide a desired wear condition of the grinding tool, the gear grinding machine performing conditioning kinematics;
c) machining a pre-toothed workpiece having a predetermined basic shape using a dressed and conditioned grinding tool, the gear grinding machine performing machining kinematics;
including.

本プロセスは、コンディショニングキネマティクスが機械加工キネマティクスとは異なることを特徴とする。 The process is characterized in that the conditioning kinematics are different from the machining kinematics.

したがって、従来技術とは対照的に、犠牲ワークがコンディショニングのために機械加工キネマティクスによって機械加工されるのではなく、コンディショニングは、特別なコンディショニングキネマティクスによって研削工具に対してコンディショニング工具を動かすことによって実行される。特に、コンディショニングキネマティクスは、研削工具をドレッシングするのに使用され得るドレッシングキネマティクスに対応し得る。したがって、ワークとは異なる基本形状を有する、特にドレッシング工具の基本形状を有するコンディショニング工具が、コンディショニングに使用され得る。例えば、ワークが歯車形状である場合、コンディショニング工具も歯車形状ではないことが好ましい。代わりに、コンディショニング工具は、例えば、回転円板形状コンディショニング工具、又は静止した、例えば、ピン又は歯形状コンディショニング工具とすることができる。 Therefore, in contrast to the prior art, the sacrificial workpiece is not machined by machining kinematics for conditioning, but the conditioning is done by moving the conditioning tool relative to the grinding tool by special conditioning kinematics. executed. In particular, the conditioning kinematics may correspond to dressing kinematics that may be used to dress the grinding tool. Therefore, a conditioning tool having a different basic shape from the workpiece, in particular the basic shape of the dressing tool, can be used for conditioning. For example, if the workpiece is gear-shaped, it is preferable that the conditioning tool also not be gear-shaped. Alternatively, the conditioning tool can be, for example, a rotating disk-shaped conditioning tool, or a stationary, eg, pin- or tooth-shaped conditioning tool.

コンディショニングのために機械加工キネマティクスとは異なるキネマティクスを使用することにより、様々な利点が得られる。特に、コンディショニングは、最適なコンディショニング結果を達成するように運動シーケンスを特別に適合することができることから、はるかに目標どおりに実行することができる。例えば、研削工具の回転軸に対して径方向へのコンディショニング工具の送込み、研削工具の及び該当する場合はコンディショニング工具の回転速度、作用方向(アップカット又はダウンカット方向)の並びにコンディショニングが研削工具の完全な加工プロファイルに沿って線接触して実行されない場合の外形送り速度、及び重なり具合等の技術的パラメーターを、特別に調整することができる。別個のコンディショニングキネマティクスを有するコンディショニング工具を使用すると、そうしたコンディショニング工具を使用しない場合に、犠牲ワークを機械加工されるワークに置き換えるためにコンディショニングの後に生じる非生産的なアイドル時間を低減することもできる。また、犠牲ワークとは異なり、コンディショニング工具は、複数回使用することができる。これにより、材料消費が大幅に低減される。 A variety of advantages can be obtained by using different kinematics than machining kinematics for conditioning. In particular, conditioning can be performed much more on-target since exercise sequences can be specifically adapted to achieve optimal conditioning results. For example, the infeed of the conditioning tool radially relative to the axis of rotation of the grinding tool, the rotational speed of the grinding tool and, if applicable, of the conditioning tool, the direction of action (up-cut or down-cut direction) and whether the conditioning tool Technical parameters such as the profile feed rate and the degree of overlap when not carried out in line contact along the complete machining profile can be specifically adjusted. The use of conditioning tools with separate conditioning kinematics can also reduce the unproductive idle time that would otherwise occur after conditioning to replace sacrificial workpieces with machined workpieces. . Also, unlike sacrificial workpieces, conditioning tools can be used multiple times. This significantly reduces material consumption.

本明細書において、以下の定義が使用される。 The following definitions are used herein.

本明細書において、「超砥粒材料」は、室温におけるマイクロビッカース硬さがコランダムの微小硬さよりも大きい材料として理解される。このクラスの超砥粒材料は、特に、立方晶窒化ホウ素(cBN)及びダイヤモンドを含む。cBNは、ダイヤモンドとは異なり、典型的な歯車材料に対する化学的親和性を有しないため、プレ歯付きスチール製のワークの硬化仕上げには特に重要である。これに関して、本発明は、特に、研磨体がビトリファイドボンドcBN粒子によって形成される研削工具に関する。 In this specification, "superabrasive material" is understood as a material whose micro-Vickers hardness at room temperature is greater than that of corundum. This class of superabrasive materials includes cubic boron nitride (cBN) and diamond, among others. cBN is particularly important for hardening pre-toothed steel workpieces because, unlike diamond, it has no chemical affinity for typical gear materials. In this regard, the invention particularly relates to a grinding tool in which the abrasive body is formed by vitrified bonded cBN particles.

ワークの「縁部ゾーンの熱損傷」又は「研削焼け」は、ISO 14104:2017-04において指定されるような損傷パターンとして定義される。縁部ゾーンの熱損傷があるか否かの検証は、ISO 14104:2017-04に規定される表面焼戻しエッチング方法によって実行される。本明細書において規定されるワークの縁部ゾーンに対する熱損傷は、ISO 14104:2017-04に従って、ワークがタイプ3のエッチング後に等級FA/NB2を満たさない場合に存在する。 “Edge zone thermal damage” or “grinding burn” of a workpiece is defined as a damage pattern as specified in ISO 14104:2017-04. Verification of whether there is thermal damage in the edge zone is carried out by the surface temper etching method specified in ISO 14104:2017-04. Thermal damage to the edge zone of the workpiece as defined herein exists if the workpiece does not meet class FA/NB2 after type 3 etching according to ISO 14104:2017-04.

本明細書において、「基本形状」という用語は、寸法の僅かな差異を除いた物体の幾何学的形状を意味する。例えば、同じ螺旋角度、同じモジュール、及び同じ歯数を有する2つの円筒歯車は、例えば、円筒歯車の歯厚、歯形、又は歯面線が異なっていても、同じ基本形状を有する物体とみなす。反対に、円筒歯車の歯、若しくは固定ピン、歯、又はロッドを有しない円板は、円筒歯車とは異なる基本形状を有する物体とみなす。 As used herein, the term "basic shape" refers to the geometric shape of an object excluding minor differences in dimensions. For example, two cylindrical gears with the same helical angle, the same module, and the same number of teeth are considered to be objects with the same basic shape, even if the cylindrical gears have different tooth thicknesses, tooth profiles, or tooth flank lines, for example. Conversely, a disc without the teeth of a cylindrical gear or a fixing pin, tooth or rod is considered an object with a different basic shape than a cylindrical gear.

本明細書において、「ドレッシング」又は「ツルーイング」という用語は、一方では、研削工具の所望の幾何学的形状を生成又は復元し、他方では、回転研削工具をドレッシング工具に係合させることによって、研削工具が研がれるプロセスを意味するように理解される。 As used herein, the term "dressing" or "truing" refers to, on the one hand, creating or restoring the desired geometry of the grinding tool, and, on the other hand, by engaging the rotating grinding tool with the dressing tool; Grinding is understood to mean the process by which a tool is sharpened.

本明細書において、「コンディショニング」という用語は、所望の摩耗状態を特別にもたらすことを意味する。コンディショニング中、ドレッシング中に生成された研削工具の幾何学的形状は、もはや変更されないことが好ましい。コンディショニングは、特に、研削粒を部分的に露出させるために、ドレッシング後に研削粒間の結合剤を除去する役目を果たすことができる。 As used herein, the term "conditioning" means specifically providing a desired wear condition. During conditioning, the geometry of the grinding tool produced during dressing is preferably no longer changed. Conditioning can serve, in particular, to remove the binder between the abrasive grains after dressing in order to partially expose the abrasive grains.

「ドレッシングキネマティクス」、「コンディショニングキネマティクス」、及び「機械加工キネマティクス」という用語は、それぞれ「ドレッシング」、「コンディショニング」、及び「機械加工」のプロセス中に、研削機によって実行される動作シーケンスを意味するようにそれぞれ理解される。特に、ドレッシングキネマティクスは、研削工具をドレッシングするために、ドレッシング工具を回転研削工具に係合させる動作シーケンスとして理解される。ドレッシングキネマティクスは、研削機の機械ベッドに対する研削工具の動き、及び/又は、機械ベッドに対するドレッシング工具の動きを、含むことができる。ドレッシングキネマティクスは、研削機の1つ以上の数値制御(NC)軸によってもたらされる。したがって、「コンディショニングキネマティクス」とは、研削工具をコンディショニングするためにコンディショニング工具を回転研削工具に係合させる動作シーケンスを意味するように理解され、「機械加工キネマティクス」とは、ワークを機械加工するために回転研削工具をワークに係合させる動作シーケンスを意味するように理解される。 The terms "dressing kinematics", "conditioning kinematics" and "machining kinematics" refer to the sequence of movements performed by a grinding machine during the processes of "dressing", "conditioning" and "machining", respectively. Each is understood to mean. In particular, dressing kinematics is understood as the sequence of movements that engages a dressing tool with a rotating grinding tool in order to dress the grinding tool. Dressing kinematics may include movement of the grinding tool relative to the machine bed of the grinding machine and/or movement of the dressing tool relative to the machine bed. Dressing kinematics are provided by one or more numerically controlled (NC) axes of the grinding machine. ``Conditioning kinematics'' is therefore understood to mean the sequence of movements in which a conditioning tool is engaged with a rotating grinding tool in order to condition the grinding tool, and ``machining kinematics'' is understood to mean the sequence of movements in which a conditioning tool is engaged with a rotating grinding tool in order to condition the grinding tool, and ``machining kinematics'' refers to is understood to mean the sequence of operations in which a rotary grinding tool is engaged with a workpiece in order to do so.

2つのキネマティクスは、関連する動きが、移動長、速度等の個々のパラメーターにおいて異なるだけでなく、基本動作シーケンスも異なる場合に異なるものとみなされる。例えば、研削ウォームを用いる連続創成歯車研削における機械加工キネマティクスは、研削ウォームが回転ドレッシングホイールによってドレッシングされるドレッシングキネマティクスとは異なる。例えば、連続創成歯車研削における機械加工キネマティクスは、回転条件を満たすように研削ウォーム及びワークの回転速度の強制的な結合を含むが、ドレッシングキネマティクスは、そのような強制的な結合を含まない。また、プロファイル研削ホイールを用いる断続プロファイル研削における機械加工キネマティクスは、回転ドレッシングホイールを用いてプロファイル研削ホイールをドレッシングするドレッシングキネマティクスとは根本的に異なる。例えば、機械加工キネマティクスは、1つの歯溝を機械加工した後に、プロファイル研削ホイールを次の歯溝に係合させることを必要とする。この要素は、ドレッシングキネマティクスでは完全になくなっている。 Two kinematics are considered different if the associated movements not only differ in individual parameters such as travel length, velocity, etc., but also differ in the basic motion sequence. For example, the machining kinematics in continuous generation gear grinding using a grinding worm are different from dressing kinematics where the grinding worm is dressed by a rotating dressing wheel. For example, machining kinematics in continuous generation gear grinding involves forced coupling of the rotational speed of the grinding worm and workpiece to meet rotational conditions, whereas dressing kinematics does not involve such forced coupling. . Also, the machining kinematics in interrupted profile grinding using a profile grinding wheel are fundamentally different from the dressing kinematics in dressing the profile grinding wheel using a rotating dressing wheel. For example, machining kinematics require machining one tooth slot before engaging a profile grinding wheel to the next tooth slot. This element is completely absent in dressing kinematics.

本発明によれば、コンディショニングキネマティクスは、機械加工キネマティクスとは異なり、すなわち、コンディショニング中、ワークを機械加工するのに使用される動作シーケンスとは異なる動作シーケンスが実行される。コンディショニング工具は、ワークスピンドルとは異なるコンディショニング装置上にクランプされることが好ましく、すなわち、犠牲ワークが使用される場合とは異なり、コンディショニングは、ワークスピンドルを用いて実行されず、ワークスピンドルとは別個のコンディショニング装置を用いて実行される。コンディショニング装置は、特に、ドレッシング装置に統合するか又はドレッシング装置と組み合わせることができる。 According to the invention, the conditioning kinematics is different from the machining kinematics, ie, during conditioning, a different operating sequence is performed than the operating sequence used to machine the workpiece. Preferably, the conditioning tool is clamped on a conditioning device different from the work spindle, i.e. the conditioning is not carried out with the work spindle, as is the case when sacrificial workpieces are used, but separately from the work spindle. It is performed using a conditioning device. The conditioning device can in particular be integrated into or combined with the dressing device.

特に、コンディショニング工具の基本形状は、研削工具をドレッシングするのに特に使用されるドレッシング工具の基本形状に対応することができ、又は、いくつかのドレッシング工具が使用される場合、これらのドレッシング工具のうちの1つの基本形状に対応することができる。例えば、回転円板形状ドレッシング工具がドレッシングに使用される場合、コンディショニング工具も円板形状とし、ドレッシング工具と同様の寸法を有することができる。次いで、コンディショニングキネマティクスは、このドレッシング工具のドレッシングキネマティクスに対応することができる。 In particular, the basic shape of the conditioning tool can correspond to the basic shape of a dressing tool that is specifically used for dressing grinding tools, or, if several dressing tools are used, the basic shape of these dressing tools. It can correspond to one of the basic shapes. For example, if a rotating disc-shaped dressing tool is used for dressing, the conditioning tool can also be disc-shaped and have similar dimensions to the dressing tool. The conditioning kinematics can then correspond to the dressing kinematics of this dressing tool.

しかしながら、コンディショニング工具の基本形状は、実際に使用されるドレッシング工具の基本形状とは異なることもできる。例えば、ドレッシングは、回転円板形状ドレッシング工具を用いて実行することができるが、コンディショニング工具は、静止部材、例えば、ピン、歯、又はロッドとして設計される。したがって、コンディショニングキネマティクスは、使用される実際のドレッシングキネマティクスとは異なり得る。そうではあるが、この場合のコンディショニングキネマティクスは、ドレッシングに使用することもできるキネマティクスでもあり、これに関して、コンディショニングキネマティクスは、この場合のドレッシングキネマティクスにも対応する。 However, the basic shape of the conditioning tool can also differ from the basic shape of the dressing tool actually used. For example, dressing can be performed using a rotating disc-shaped dressing tool, whereas the conditioning tool is designed as a stationary member, such as a pin, tooth, or rod. Therefore, the conditioning kinematics may differ from the actual dressing kinematics used. However, conditioning kinematics in this case are also kinematics that can also be used for dressing, and in this regard conditioning kinematics also correspond to dressing kinematics in this case.

コンディショニング工具は、コンディショニング中、研削工具と接触する領域において、金属、特にスチールから作製されることが好ましい。スチールは、ワークが作製されるスチールと同様の特性を有するスチールであることが好ましい。特に、スチールは、ワークに使用されるスチールと同じタイプとすることができる。特に、コンディショニング工具は、硬質材料コーティングが省かれた、ドレッシング工具のスチール製の基体に対応することができる。 Preferably, the conditioning tool is made of metal, especially steel, in the area that comes into contact with the grinding tool during conditioning. Preferably, the steel is a steel that has similar properties to the steel from which the work is made. In particular, the steel can be the same type of steel used for the workpiece. In particular, the conditioning tool can accommodate a steel base body of the dressing tool, which is omitted with a hard material coating.

上述したように、いくつかの実施形態において、コンディショニング工具は、コンディショニングプロセス中に静止している。他の実施形態において、コンディショニング工具は、コンディショニングプロセス中に回転し、この回転は、研削工具の回転に対してアップカット又はダウンカットとすることができる。 As mentioned above, in some embodiments, the conditioning tool is stationary during the conditioning process. In other embodiments, the conditioning tool rotates during the conditioning process, and this rotation can be up-cut or down-cut relative to the rotation of the grinding tool.

回転コンディショニング工具の場合、コンディショニング工具は、ドレッシングロールの基本形状、すなわち、円板形状の基本形状を有することができる。特に、コンディショニング工具は、いわゆる、プロファイルロール又はフォームロールの形状を有することができる。「プロファイルロール」は、ドレッシングロールのプロファイル形状を研削工具に転写するように線接触して研削工具をドレッシングするように構成されるドレッシングロールに関するものと理解される。線接触は、例えば、研削工具の1つの歯面の領域においてのみ起こる場合も、2つの隣接する歯面において起こる場合も、研削工具の中間ヘッド領域及び/又は足部領域も含む場合もある。一方、「フォームロール」という用語は、研削工具を点接触でドレッシングするように設けられるドレッシングロールに関するものとして理解される。既に説明したように、コンディショニング工具は、硬質材料コーティングを伴わない、ドレッシングロールのスチール製の基体に対応することが好ましい。 In the case of a rotary conditioning tool, the conditioning tool can have the basic shape of a dressing roll, ie a disc-shaped basic shape. In particular, the conditioning tool can have the shape of a so-called profile roll or foam roll. "Profile roll" is understood to relate to a dressing roll that is arranged to dress a grinding tool in line contact so as to transfer the profile shape of the dressing roll to the grinding tool. Line contact may, for example, occur only in the region of one tooth flank of the grinding tool, or in two adjacent tooth flanks, or may also include the intermediate head region and/or the foot region of the grinding tool. On the other hand, the term "foam roll" is understood as relating to a dressing roll that is provided for dressing the grinding tool in point contact. As already explained, the conditioning tool preferably corresponds to the steel substrate of the dressing roll without a hard material coating.

コンディショニング工具が回転するように構成されるか又は静止するように構成されるかに関わらず、コンディショニング工具は、概して、コンディショニングプロセス中の研削工具の加工プロファイルの少なくとも一部に線接触することができ、又は、その加工プロファイルの一部に点接触する場合もある。コンディショニング工具が研削工具の加工プロファイル全体に沿って線接触しない場合、歯車研削機が、コンディショニング工具と研削工具との間の接触位置をコンディショニング中に研削工具のプロファイルに沿って変更するように、研削工具とコンディショニング工具との間で相対的な動きを実行することが可能であり得る。 Whether the conditioning tool is configured to rotate or to be stationary, the conditioning tool is generally capable of making line contact with at least a portion of the machining profile of the grinding tool during the conditioning process. , or may make point contact with a part of the machining profile. If the conditioning tool does not make line contact along the entire machining profile of the grinding tool, the gear grinding machine changes the contact position between the conditioning tool and the grinding tool along the profile of the grinding tool during conditioning. It may be possible to perform relative movements between the tool and the conditioning tool.

既に述べたように、本発明は、ステップc)において、全てのワークが、同一の機械加工パラメーターによって機械加工される、特に、ワークスピンドル軸に対して垂直の同一の送込み及びワークスピンドル軸に沿って同一の軸方向送り速度を有して機械加工されることを可能にする。これらの機械加工パラメーターは、ステップb)が実行されない場合、ステップc)における少なくとも第1のワークの機械加工中に縁部ゾーンの熱損傷が生じるように選択することができる。これは、ステップb)において、ステップc)の機械加工中に縁部ゾーンの熱損傷が厳密にもはや生じないようにコンディショニングが実行されることから可能である。 As already mentioned, the invention provides that in step c) all workpieces are machined with the same machining parameters, in particular with the same infeed and workpiece spindle axis perpendicular to the workpiece spindle axis. can be machined with the same axial feed rate along. These machining parameters can be selected such that, if step b) is not carried out, thermal damage of the edge zone occurs during machining of at least the first workpiece in step c). This is possible because in step b) conditioning is carried out in such a way that thermal damage of the edge zone strictly no longer occurs during the machining of step c).

ステップa)~c)は、複数回繰り返すことができる。コンディショニングプロセスb)は、同じコンディショニング工具を用いて複数回実行することができる。したがって、犠牲ワークとは異なり、コンディショニング工具は、単一のコンディショニングプロセスの後に廃棄する必要はなく、複数回再使用することができる。 Steps a) to c) can be repeated multiple times. Conditioning process b) can be carried out multiple times using the same conditioning tool. Therefore, unlike sacrificial workpieces, conditioning tools do not need to be discarded after a single conditioning process and can be reused multiple times.

ステップc)におけるワークの機械加工は、特に、連続創成歯車研削によって又は断続プロファイル研削によって実行することができる。したがって、研削工具は、研削ウォーム又はプロファイル研削ホイールとすることができる。 The machining of the workpiece in step c) can in particular be carried out by continuous generation gear grinding or by interrupted profile grinding. The grinding tool can therefore be a grinding worm or a profile grinding wheel.

本発明は、上記に開示された方法を実行するように特に構成される歯車切削機も提供する。本歯車切削機は、
研削工具をクランプすることができる工具スピンドルと、
ワークをクランプすることができる少なくとも1つのワークスピンドルと、
ドレッシング工具をクランプすることができるドレッシング装置と、
工具スピンドル、ワークスピンドル、及びドレッシング装置を駆動し、それらを互いに対して相対的に動かす複数の機械軸と、
機械軸を制御する制御ユニットと、
を備える。
The present invention also provides a gear cutting machine specifically configured to carry out the method disclosed above. This gear cutting machine is
a tool spindle capable of clamping a grinding tool;
at least one workpiece spindle capable of clamping a workpiece;
a dressing device capable of clamping a dressing tool;
a plurality of machine axes for driving the tool spindle, the work spindle and the dressing device and moving them relative to each other;
a control unit that controls the machine axis;
Equipped with

歯車切削機は、ワークスピンドルとは異なるコンディショニング装置を備えることを特徴とし、コンディショニング工具は、コンディショニング装置上にクランプすることができる。次いで、制御ユニットは、加工機が上述したタイプの方法を実行するように、機械軸を制御するように構成され、それにより、機械加工キネマティクスとは異なり、好ましくはドレッシングキネマティクスに対応するコンディショニングキネマティクスによってコンディショニングが実行される。 The gear cutting machine is characterized in that it is equipped with a conditioning device different from the work spindle, and the conditioning tool can be clamped onto the conditioning device. The control unit is then configured to control the machine axes such that the processing machine performs a method of the type described above, thereby providing conditioning that preferably corresponds to dressing kinematics, as opposed to machining kinematics. Conditioning is performed through kinematics.

本発明の好ましい実施形態が、図面を基に以下に説明される。図面は、例示のみを目的としており、限定的なものとして解釈されるべきではない。 Preferred embodiments of the invention will be explained below on the basis of the drawings. The drawings are for illustrative purposes only and are not to be construed as restrictive.

図1は、一実施形態例に係る歯車研削機の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a gear grinding machine according to an embodiment. 図2は、図1の歯車研削機のドレッシング装置の領域におけるセクションを示す図であり、ここでは、歯車研削機の一部は単純化するために図示していない。FIG. 2 shows a section in the region of the dressing device of the gear grinding machine of FIG. 1, in which parts of the gear grinding machine are not shown for reasons of simplicity. 図3は、図2のセクションを示す図であり、ここでは、研削ウォームの代わりにプロファイル研削ホイールが研削工具として設けられている。FIG. 3 shows the section of FIG. 2, in which a profile grinding wheel is provided as the grinding tool instead of the grinding worm. 図4は、ワークに係合する研削ウォームを示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a grinding worm engaging a workpiece. 図5は、ワークに係合するプロファイル研削ホイールを示す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a profile grinding wheel engaging a workpiece. 図6は、本発明に係る方法のフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart of the method according to the invention.

[例示的な加工機の設計]
図1は、創成歯車研削によって歯車の硬化仕上げを行う加工機の一例を示している。水平空間方向は、X及びYによって示され、鉛直空間方向(重力方向)は、Zによって示されている。加工機は、機械ベッド100を有し、その上に、送込みスライド210が送込み方向X1に沿って可動であるように配置される。送込み方向X1は、水平空間方向Xに対応する。タワー様工具キャリア200が、鉛直旋回軸C1周りに旋回可能であるように送込みスライド210上に取り付けられる。鉛直旋回軸C1は、以降でC1軸と称する。送りスライド220が、軸送り方向Z1に沿って可動であるように工具キャリア200上に配置される。送り方向Z1は、鉛直空間方向Zに対応する。送りスライド220は、水平旋回軸A1周りで送りスライド220に対して旋回可能な工具ヘッド300を保持する。水平旋回軸A1は、以降でA1軸と称する。A1軸は、送込み方向X1に対して平行である。工具スピンドル310は、シフト方向Y1に沿って可動であるように工具ヘッド300上に配置される。シフト方向Y1は、A1軸に対して垂直であり、軸送り方向Z1に対して、A1軸周りの工具ヘッド300の旋回角に応じた角度を有する。研削ウォームの形態の研削工具320が、工具スピンドル軸B1周りに回転するように工具スピンドル310上にクランプされる(図2~図5を参照)。工具スピンドル軸B1は、シフト方向Y1に対して平行である。
[Exemplary processing machine design]
FIG. 1 shows an example of a processing machine that hardens and finishes gears by generating gear grinding. The horizontal spatial direction is designated by X and Y, and the vertical spatial direction (direction of gravity) is designated by Z. The processing machine has a machine bed 100, on which an infeed slide 210 is arranged so as to be movable along the infeed direction X1. The feed direction X1 corresponds to the horizontal spatial direction X. A tower-like tool carrier 200 is mounted on an infeed slide 210 so as to be pivotable about a vertical pivot axis C1. The vertical pivot axis C1 will hereinafter be referred to as the C1 axis. A feed slide 220 is arranged on the tool carrier 200 so as to be movable along the axial feed direction Z1. The feeding direction Z1 corresponds to the vertical spatial direction Z. The feed slide 220 holds a tool head 300 that is pivotable relative to the feed slide 220 about a horizontal pivot axis A1. The horizontal pivot axis A1 will hereinafter be referred to as the A1 axis. The A1 axis is parallel to the feeding direction X1. A tool spindle 310 is arranged on the tool head 300 so as to be movable along the shift direction Y1. The shift direction Y1 is perpendicular to the A1 axis and has an angle with respect to the axial feed direction Z1 according to the turning angle of the tool head 300 around the A1 axis. A grinding tool 320 in the form of a grinding worm is clamped onto the tool spindle 310 for rotation about the tool spindle axis B1 (see FIGS. 2-5). The tool spindle axis B1 is parallel to the shift direction Y1.

ドレッシング装置400は、機械ベッド100上に配置される。ドレッシング装置400に面しない工具キャリア200の側において、図1では部分的にのみ見えているワークスピンドル500は、機械ベッド100上に配置され、鉛直ワークスピンドル軸C’周りで機械ベッド100上にクランプされたワーク510を回転させる(図4及び図5を参照)。工具キャリア200は、C1軸周りに、機械加工位置とドレッシング位置との間で180°旋回可能である。工具キャリア200の機械加工位置において、研削工具320は、ワーク510(図4及び図5を参照)に係合させることができる。ドレッシング位置において、研削工具320は、より詳細に後述するドレッシング装置400のドレッシング工具に係合させることができる(図2及び図3を参照)。図1において、工具キャリア200が、ドレッシング位置に示されている。 A dressing device 400 is placed on the machine bed 100. On the side of the tool carrier 200 facing away from the dressing device 400, the work spindle 500, which is only partially visible in FIG. The rotated workpiece 510 is rotated (see FIGS. 4 and 5). The tool carrier 200 is pivotable 180° about the C1 axis between a machining position and a dressing position. In the machining position of tool carrier 200, grinding tool 320 can be engaged with workpiece 510 (see FIGS. 4 and 5). In the dressing position, the grinding tool 320 can be engaged with a dressing tool of a dressing device 400, which will be described in more detail below (see FIGS. 2 and 3). In FIG. 1, tool carrier 200 is shown in a dressing position.

記号的にのみ示されている機械制御部600は、加工機内のセンサーからの信号を受信し、加工機、工具スピンドル、ワークスピンドル、及びドレッシング装置の直線軸及び旋回軸を制御する。 A machine control 600, shown only symbolically, receives signals from sensors in the processing machine and controls the linear and pivot axes of the processing machine, tool spindle, workpiece spindle, and dressing device.

図1に係る機械構想は、米国特許第5857894号に開示されている。対応する機械は、スイス、ヴァリゼレン所在のReishauer AG社からRZ 400という名称で利用可能である。 The machine concept according to FIG. 1 is disclosed in US Pat. No. 5,857,894. A corresponding machine is available under the designation RZ 400 from Reishauer AG, Wallisellen, Switzerland.

[ドレッシング装置及びコンディショニング装置]
図2において、図1の加工機のセクションが異なる視点方向から示されている。加工機の一部は、より明確な説明を得るために省かれている。
[Dressing device and conditioning device]
In FIG. 2 a section of the processing machine of FIG. 1 is shown from a different perspective. Some parts of the processing machine have been omitted for a clearer explanation.

研削工具320は、図2では、自由に浮動するように示されているが、図1に示されているように、研削工具は工具スピンドル310に依然としてクランプされることが理解される。後述に関して、研削工具320は、ビトリファイドボンドcBN製の研磨体を備えるものと想定される。 Although the grinding tool 320 is shown as free floating in FIG. 2, it is understood that the grinding tool is still clamped to the tool spindle 310 as shown in FIG. For the discussion below, it is assumed that the grinding tool 320 comprises an abrasive body made of vitrified bonded cBN.

特に、図2は、ドレッシング装置400の構造を示している。ドレッシング装置400は、鉛直軸C_P1周りに機械ベッドに対して旋回可能であるとともに、直交する2つの水平方向X_P、Y_Pに沿って直線的に可動である第1のドレッシングスピンドル410を備える。旋回駆動部411、第1の直線駆動部412、及び第2の直線駆動部(図2では見えない)がこの目的を果たす。円板形状のドレッシング工具415が、第1のドレッシングスピンドル410上に回転するようにクランプされる。ドレッシング装置400は、旋回駆動部421によって鉛直軸C_P2周りに機械ベッドに対して旋回可能である第2のドレッシングスピンドル420を更に備える。第2の円板形状ドレッシング工具は、第2のドレッシングスピンドル420上に回転するようにクランプされ得る。 In particular, FIG. 2 shows the structure of a dressing device 400. The dressing device 400 comprises a first dressing spindle 410 which is pivotable relative to the machine bed about a vertical axis C_P1 and linearly movable along two orthogonal horizontal directions X_P, Y_P. A pivoting drive 411, a first linear drive 412 and a second linear drive (not visible in FIG. 2) serve this purpose. A disc-shaped dressing tool 415 is rotationally clamped onto the first dressing spindle 410 . The dressing device 400 further comprises a second dressing spindle 420 which is pivotable relative to the machine bed about a vertical axis C_P2 by means of a pivot drive 421. A second disc-shaped dressing tool may be rotationally clamped onto the second dressing spindle 420.

本発明に関して、ドレッシング工具の代わりに円板形状の第1のコンディショニング工具425が、第2のドレッシングスピンドル420上にクランプされる。付加的又は代替的に、静止した第2のコンディショニング工具416を設けてもよい。静止コンディショニング工具416は、ホルダー417内に保持され、ホルダー417は、図2の例において、第1のドレッシングスピンドル410のハウジング上に静止して配置される。 In accordance with the invention, instead of a dressing tool, a disc-shaped first conditioning tool 425 is clamped onto the second dressing spindle 420 . Additionally or alternatively, a stationary second conditioning tool 416 may be provided. The stationary conditioning tool 416 is held in a holder 417, which in the example of FIG. 2 is stationarily arranged on the housing of the first dressing spindle 410.

したがって、本発明に関して、ドレッシング装置400は、ドレッシング装置とコンディショニング装置とを組み合わせた機能を果たす。厳密には、ドレッシング工具415がクランプされた第1のドレッシングスピンドル410のみが実際のドレッシング装置を形成し、コンディショニング工具425がクランプされた第2のドレッシングスピンドル420と、静止コンディショニング工具416を有するホルダー417とが、コンディショニング装置を形成する。 Accordingly, in the context of the present invention, the dressing device 400 performs the combined function of a dressing device and a conditioning device. Strictly speaking, only the first dressing spindle 410 with the clamped dressing tool 415 forms the actual dressing device, the second dressing spindle 420 with the conditioning tool 425 clamped and the holder 417 with the stationary conditioning tool 416 and form a conditioning device.

NC軸を使用してX1、Y1、Z1、A1、X_P、Y_P、C_P1、及びC_P2に対する動きをもたらすことで、研削工具320は、3つのドレッシング又はコンディショニング工具415、416、及び425のそれぞれに選択的に係合させることができる。 Grinding tool 320 selects each of three dressing or conditioning tools 415, 416, and 425 by providing motion relative to X1, Y1, Z1, A1, X_P, Y_P, C_P1, and C_P2 using the NC axes. can be engaged with each other.

[プロファイル研削ホイールの形態の研削工具]
図2の研削工具320は研削ウォームであるが、図3は、プロファイル研削ホイールの形態の研削工具321の使用を示している。本明細書に記載の全ての検討事項は、このタイプの研削工具にも準用される。プロファイル研削ホイールが使用される場合、「接線送り方向」という用語は、通常、「シフト方向」という用語の代わりに方向Y1に対して使用される。
[Grinding tool in the form of profile grinding wheel]
While the grinding tool 320 in FIG. 2 is a grinding worm, FIG. 3 shows the use of a grinding tool 321 in the form of a profile grinding wheel. All considerations described herein apply mutatis mutandis to this type of grinding tool. If a profile grinding wheel is used, the term "tangential feed direction" is usually used for direction Y1 instead of the term "shift direction".

[ドレッシングプロセス及びコンディショニングプロセス]
研削工具320又は321をドレッシングするために、回転研削工具320、321をまず、同じく回転するドレッシング工具415に係合させる。これにより、研削工具320、321の所望の外形を生成又は復元し、研削工具320、321を研ぐ。
[Dressing process and conditioning process]
To dress the grinding tool 320 or 321, the rotating grinding tool 320, 321 is first engaged with the dressing tool 415, which is also rotating. This creates or restores the desired contour of the grinding tools 320, 321 and sharpens the grinding tools 320, 321.

次いで、上述したように、このようにしてドレッシングされる研削工具320、321の望ましくない削り込み挙動を回避又は少なくとも低減するために、回転研削工具320、321を、回転コンディショニング工具425及び/又は静止コンディショニング工具416に係合させる。コンディショニングは、機械加工が全てのワークに対して同じ技術的パラメーターで実行される場合でも、後続のワークの機械加工中にワークの縁部ゾーンに熱損傷が生じないことが保証されるまで実行される。 The rotating grinding tools 320, 321 are then replaced with the rotating conditioning tool 425 and/or the stationary conditioning tool 425, as described above, in order to avoid or at least reduce undesirable cutting behavior of the grinding tools 320, 321 dressed in this way. Conditioning tool 416 is engaged. Conditioning is carried out until it is ensured that no thermal damage occurs in the edge zone of the workpiece during machining of subsequent workpieces, even if machining is carried out with the same technical parameters for all workpieces. Ru.

[ドレッシング工具及びコンディショニング工具]
図1~図3に示されているタイプのドレッシング工具及びコンディショニング工具の代わりに、他のタイプのドレッシング及びコンディショニング工具を使用してもよい。したがって、ドレッシング及びコンディショニング装置は、別様に構成することができる。
[Dressing tools and conditioning tools]
Other types of dressing and conditioning tools may be used instead of the types of dressing and conditioning tools shown in FIGS. 1-3. Accordingly, the dressing and conditioning device can be configured differently.

ドレッシング工具415は、ビトリファイドボンドcBN製の研磨体をドレッシングするのに好適な任意のドレッシング工具とすることができる。そのようなドレッシング工具は、多様な実施形態で従来技術において既知である。そのようなドレッシング工具は、様々な方法のドレッシングに使用することができる。 Dressing tool 415 can be any dressing tool suitable for dressing vitrified bonded cBN abrasive bodies. Such dressing tools are known in the prior art in various embodiments. Such dressing tools can be used for various methods of dressing.

例えば、ドレッシング工具のプロファイルを研削工具のプロファイル上にマッピングするために、研削ウォームのドレッシングを、ドレッシング工具と研削工具との間で線接触して実行することができることが知られている。これは、「プロファイルドレッシング」と称する。ドレッシング工具が回転する場合には、「プロファイルロール」と称する。ドレッシング工具及びドレッシング装置に応じて、プロファイルドレッシング中、ウォームギアの各歯面を個別にドレッシングしてもよく、ウォームギアの双方の歯面を同時にドレッシングしてもよく、多条研削ウォームの2つ以上のウォームギアの歯面を同時にドレッシングしてもよい。歯面に加えて、ウォームギアの歯先領域及び/又は歯底領域を同時に又は連続的にドレッシングすることも可能である。このために、同じドレッシング工具を使用しても、別のドレッシング工具を使用してもよい(例えば、米国特許第6234880号を参照)。 For example, it is known that dressing of the grinding worm can be carried out in line contact between the dressing tool and the grinding tool in order to map the profile of the dressing tool onto the profile of the grinding tool. This is called "profile dressing." If the dressing tool rotates, it is referred to as a "profile roll". Depending on the dressing tool and dressing device, during profile dressing, each tooth flank of the worm gear may be dressed individually, both tooth flanks of the worm gear may be dressed simultaneously, or two or more flanks of the multi-start grinding worm may be dressed. The tooth surface of the worm gear may be dressed at the same time. In addition to the tooth surfaces, it is also possible to dress the tip and/or root areas of the worm gear simultaneously or successively. The same or different dressing tools may be used for this purpose (see, for example, US Pat. No. 6,234,880).

研削ウォームを点接触でドレッシングし、それにより、ドレッシング工具が、研削ウォームの歯面に沿って線ごとにガイドされることも知られている。これは、「フォームドレッシング」と称される。ドレッシング工具が回転する場合には、「フォームロール」と称される。 It is also known to dress the grinding worm with point contact, whereby the dressing tool is guided line by line along the tooth flank of the grinding worm. This is called "foam dressing." If the dressing tool rotates, it is referred to as a "foam roll".

異なるドレッシング工具又は同じドレッシング工具の異なる領域を用いて、プロファイルの一部が線接触でドレッシングされ、他の部分が点接触でドレッシングされる混合形態も知られている(例えば、米国特許第6012972号を参照)。 Mixed configurations are also known in which parts of the profile are dressed with line contact and other parts with point contact, using different dressing tools or different regions of the same dressing tool (e.g. US Pat. No. 6,012,972). ).

したがって、ドレッシング工具の多数の設計が存在する。例えば、ドレッシング工具415と同様に、ドレッシングのためにドレッシング工具軸周りに回転するように駆動される円板形状のドレッシング工具(ドレッシングロール)が知られている。また、ドレッシング工具は、例えばダイヤモンド粒子による研磨コーティングが施されたスチール製の円板形状の基体を有することが多い。一方で、他のタイプのドレッシング工具は、静止するように構成される。そのようなドレッシング工具は、研磨材料によってコーティングされるスチールの基体を有することもできる。 Therefore, numerous designs of dressing tools exist. For example, like the dressing tool 415, a disc-shaped dressing tool (dressing roll) that is driven to rotate around a dressing tool axis for dressing is known. In addition, dressing tools often have a disk-shaped base body made of steel, for example with an abrasive coating of diamond particles. On the other hand, other types of dressing tools are configured to be stationary. Such dressing tools can also have a steel substrate coated with an abrasive material.

異なるタイプのドレッシング方法及び対応するドレッシング工具は、ドレッシングプロファイル研削ホイールとしても知られる。特に、プロファイル研削ホイールは、線接触又は点接触でドレッシングすることもできる。これはまた、ドレッシング工具415のタイプの回転円板形状ドレッシング工具を用いて又は静止ドレッシング工具を用いて行うことができる。ドレッシング工具は、スチール製の基体及び研磨コーティングを有することができる。 Different types of dressing methods and corresponding dressing tools are also known as dressing profile grinding wheels. In particular, the profile grinding wheel can also be dressed with line contact or point contact. This can also be done with a rotating disc-shaped dressing tool of the type of dressing tool 415 or with a stationary dressing tool. The dressing tool can have a steel base and an abrasive coating.

このために使用されるコンディショニングプロセス及びコンディショニング工具にも、等しく多様な構成が可能である。研削工具のコンディショニングも、線接触又は点接触して実行することができる。コンディショニング工具は、回転又は静止するように構成することができる。特に、コンディショニング工具は、研磨コーティングが省かれた、ドレッシング工具のスチールの基体によって形成することができ、それにより、研削工具は、基体のスチールによって直接コンディショニングされる。 Equally diverse configurations of the conditioning processes and conditioning tools used for this purpose are possible. Conditioning of the grinding tool can also be performed with line or point contact. The conditioning tool can be configured to rotate or be stationary. In particular, the conditioning tool can be formed by a steel base of the dressing tool, omitting an abrasive coating, so that the grinding tool is directly conditioned by the steel of the base.

コンディショニング工具は、ドレッシング工具と同じタイプのものとすることができる。例えば、ドレッシング工具及びコンディショニング工具の双方は、ドレッシング又はコンディショニング中に回転される円板形状の工具とすることができる。しかしながら、コンディショニング工具は、ドレッシング工具とは異なってもよい。例えば、ドレッシング工具が回転することができる一方で、コンディショニング工具は静止する。 The conditioning tool can be of the same type as the dressing tool. For example, both the dressing tool and the conditioning tool can be disk-shaped tools that are rotated during dressing or conditioning. However, the conditioning tool may differ from the dressing tool. For example, a dressing tool can rotate while a conditioning tool is stationary.

決定的な要素は、コンディショニングが、コンディショニングのためにワークスピンドル上にクランプされる犠牲ワークによってではなく、別個のコンディショニング工具によって実行されることである。コンディショニング工具は、ワークスピンドル上にクランプされず、コンディショニングは、ワークの機械加工に使用されるキネマティクスに対応するキネマティクスによって実行されず、むしろ、コンディショニングは、典型的なドレッシング動作のキネマティクスに対応するキネマティクスによって実行される。コンディショニングに使用されるキネマティクスは、ドレッシングに使用される実際のキネマティクスとは異なる場合がある(例えば、ドレッシング工具及びコンディショニング工具が同じでないため)が、それでもなお、ドレッシングに使用され得るキネマティクスである。 The decisive factor is that the conditioning is carried out not by a sacrificial workpiece that is clamped onto the workpiece spindle for conditioning, but by a separate conditioning tool. The conditioning tool is not clamped onto the workpiece spindle and the conditioning is not performed by kinematics that correspond to the kinematics used for machining the workpiece, rather the conditioning corresponds to the kinematics of a typical dressing operation. It is performed by kinematics. Although the kinematics used for conditioning may differ from the actual kinematics used for dressing (e.g., because the dressing and conditioning tools are not the same), they are still the kinematics that may be used for dressing. be.

図1~図3の例において、ドレッシングにも使用することができる同じ動作軸をコンディショニングに使用することができる。これらの動作軸は、軸X_P、Y_P、C_P1、及び/又はC_P2を含む。これらの軸は、ワークの機械加工に関連しない、純粋なドレッシング及びコンディショニング軸である。したがって、図1~図3の例におけるコンディショニング中の動作シーケンスは、ワークの機械加工中のものとは完全に異なることが明らかである。 In the example of FIGS. 1-3, the same axis of motion that can also be used for dressing can be used for conditioning. These axes of motion include axes X_P, Y_P, C_P1, and/or C_P2. These axes are pure dressing and conditioning axes, not related to machining of the workpiece. It is therefore clear that the sequence of operations during conditioning in the example of FIGS. 1-3 is completely different from that during machining of the workpiece.

[ワークの機械加工]
コンディショニング後、ワークの機械加工が行われる。完全を期すために、これは、連続創成歯車研削の例として図4に示され、断続プロファイル研削の例として図5に示されている。
[Workpiece machining]
After conditioning, the workpiece is machined. For completeness, this is shown in FIG. 4 as an example of continuous generation gear grinding and in FIG. 5 as an example of interrupted profile grinding.

図4の例において、研削工具320は、ワーク510に回転係合する研削ウォームである。同時に、ワーク510は、研削工具320の回転速度に対する所定の回転速度比を有する回転速度で、ワークスピンドル軸C’周りに回転する。この回転係合は、機械制御部600によって電子的に確立される。研削工具320は、ワークの全幅にわたって送り方向Z1に沿って同時に連続的に前進し、必要な場合、シフト方向Y1に沿ってシフトする。このキネマティクスは、ドレッシング及びコンディショニングに使用されるキネマティクスとは著しく異なることが明らかである。 In the example of FIG. 4, grinding tool 320 is a grinding worm that rotationally engages workpiece 510. In the example of FIG. At the same time, the workpiece 510 rotates around the workpiece spindle axis C' at a rotational speed that has a predetermined rotational speed ratio to the rotational speed of the grinding tool 320. This rotational engagement is established electronically by machine control 600. The grinding tool 320 advances simultaneously and continuously over the entire width of the workpiece along the feed direction Z1 and, if necessary, shifts along the shift direction Y1. It is clear that this kinematics is significantly different from the kinematics used for dressing and conditioning.

図5の例において、研削工具321は、プロファイル研削ホイールである。回転研削工具321は、ワーク510の各歯溝に順次挿入され、歯溝を機械加工する。歯溝の機械加工中、ワーク510は静止しており、研削工具321は、ワークの全幅にわたって送り方向Z1に沿って連続的に前進する。その後、ワークは、次の歯溝を機械加工するために回転する。このキネマティクスも、ドレッシング及びコンディショニング中のキネマティクスとは著しく異なることが明白である。 In the example of FIG. 5, grinding tool 321 is a profile grinding wheel. The rotary grinding tool 321 is sequentially inserted into each tooth groove of the workpiece 510 to machine the tooth groove. During machining of the tooth groove, the workpiece 510 is stationary and the grinding tool 321 is continuously advanced along the feed direction Z1 over the entire width of the workpiece. The workpiece is then rotated to machine the next tooth space. It is clear that this kinematics is also significantly different from the kinematics during dressing and conditioning.

[フローチャート]
上述の方法は、図6のフローチャートの形態に要約される。ステップ701において、研削工具をドレッシングする。ステップ702において、研削工具をコンディショニングする。次いで、ステップ703において、ワークを機械加工する。再整形及び/又は再研磨が必要となるほど研削工具が摩耗した場合、ステップ701及び702を再び実行する。
[flowchart]
The method described above is summarized in the form of a flowchart in FIG. In step 701, the grinding tool is dressed. At step 702, the grinding tool is conditioned. Next, in step 703, the workpiece is machined. If the grinding tool becomes worn enough to require reshaping and/or resharpening, steps 701 and 702 are performed again.

[他の変形]
本発明は、上記実施形態に限定されず、更なる変形が可能である。特に、本発明は、何らかの特定の機械設計に限定されず、ドレッシング及びコンディショニングの双方を可能にする任意の歯車研削機とともに使用することができる。
[Other transformations]
The present invention is not limited to the above embodiments, and further modifications are possible. In particular, the invention is not limited to any particular machine design and can be used with any gear grinding machine that allows for both dressing and conditioning.

100 機械ベッド
200 工具キャリア
210 送込みスライド
220 送りスライド
300 工具ヘッド
310 工具スピンドル
320、321 研削工具
400 ドレッシング装置
410 ドレッシングスピンドル
411 旋回駆動部
412 直線駆動部
415 ドレッシング工具
416 コンディショニング工具
417 ホルダー
420 ドレッシングスピンドル
421 旋回駆動部
425 コンディショニング工具
500 ワークスピンドル
510 ワーク
600 機械制御部
701~703 手順ステップ
X、Y、Z 座標
X1 送込み方向
Y1 シフト方向
Z1 軸送り方向
A1 工具ヘッドの旋回軸
C1 工具キャリアの旋回軸
C’ ワークスピンドル軸
X_P、Y_P ドレッシング/コンディショニングの変位方向
C_P1、C_P2 ドレッシング/コンディショニングの旋回軸

100 Machine bed 200 Tool carrier 210 Feed slide 220 Feed slide 300 Tool head 310 Tool spindle 320, 321 Grinding tool 400 Dressing device 410 Dressing spindle 411 Swivel drive 412 Linear drive 415 Dressing tool 416 Conditioning tool 417 Holder 420 Dressing spindle 421 Swing drive unit 425 Conditioning tool 500 Work spindle 510 Work 600 Machine control unit 701 to 703 Procedure steps X, Y, Z Coordinates X1 Feed direction Y1 Shift direction Z1 Axial feed direction A1 Tool head rotation axis C1 Tool carrier rotation axis C ' Work spindle axis X_P, Y_P Dressing/conditioning displacement direction C_P1, C_P2 Dressing/conditioning rotation axis

Claims (15)

歯車研削機において、超砥粒材料、特にcBN製のビトリファイドボンド研削粒を含む研削工具(320、321)を使用してワーク(510)を機械加工する方法であって、
a)前記研削工具(320、321)をドレッシングするステップと、
b)前記研削工具(320、321)の所望の摩耗状態がもたらされるように、前記ドレッシングされた研削工具(320、321)をコンディショニングするステップであって、前記歯車研削機は、コンディショニングキネマティクスを実行する、ステップと、
c)前記ドレッシング及びコンディショニングされた研削工具(320、321)を使用して、プレ歯付きワーク(510)を機械加工するステップであって、前記歯車研削機は、機械加工キネマティクスを実行する、ステップと、
を含み、
前記コンディショニングキネマティクスは、前記機械加工キネマティクスとは異なることを特徴とする、前記方法。
A method of machining a workpiece (510) in a gear grinding machine using a grinding tool (320, 321) comprising vitrified bonded abrasive grains made of superabrasive material, in particular cBN, comprising:
a) dressing the grinding tool (320, 321);
b) conditioning the dressed grinding tool (320, 321) so as to provide a desired wear condition of the grinding tool (320, 321), the gear grinding machine having conditioning kinematics. Steps to execute and
c) machining a pre-toothed workpiece (510) using the dressed and conditioned grinding tool (320, 321), the gear grinding machine performing machining kinematics; step and
including;
The method, characterized in that the conditioning kinematics are different from the machining kinematics.
前記コンディショニングキネマティクスは、ドレッシング工具(415)のドレッシングキネマティクスに対応する、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the conditioning kinematics correspond to dressing kinematics of a dressing tool (415). 前記加工機は、コンディショニング工具(416、425)がクランプされるコンディショニング装置(417、420)を備え、前記コンディショニング工具(416、425)を用いて、ステップb)における前記コンディショニングが実行され、
前記加工機は、ステップc)において前記ワーク(510)がクランプされるワークスピンドル(500)を備え、
前記コンディショニング装置(417、420)は、前記ワークスピンドル(500)とは異なる、請求項1又は2に記載の方法。
The processing machine includes a conditioning device (417, 420) to which a conditioning tool (416, 425) is clamped, and the conditioning in step b) is performed using the conditioning tool (416, 425),
The processing machine includes a work spindle (500) on which the work (510) is clamped in step c),
3. A method according to claim 1 or 2, wherein the conditioning device (417, 420) is different from the work spindle (500).
前記コンディショニング工具(416、425)は、前記ワーク(510)の基本形状とは異なる基本形状を有する、請求項3に記載の方法。 4. The method of claim 3, wherein the conditioning tool (416, 425) has a basic shape different from the basic shape of the workpiece (510). 前記コンディショニング工具(416、425)は、ドレッシング工具(415)の基本形状に対応する基本形状を有する、請求項4に記載の方法。 5. The method of claim 4, wherein the conditioning tool (416, 425) has a basic shape that corresponds to the basic shape of the dressing tool (415). 前記コンディショニング工具(416、425)は、コンディショニング中に前記研削工具(320、321)に接触する領域において、金属、特にスチールから作製される、請求項1~5のいずれか1項に記載の方法。 Method according to any one of claims 1 to 5, wherein the conditioning tool (416, 425) is made of metal, in particular steel, in the area that contacts the grinding tool (320, 321) during conditioning. . 前記研削工具(320、321)は、前記コンディショニングのステップ中に回転し、前記コンディショニング工具(416)は、前記コンディショニングのステップ中に静止する、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。 A method according to any one of claims 1 to 6, wherein the grinding tool (320, 321) rotates during the conditioning step and the conditioning tool (416) is stationary during the conditioning step. . 前記研削工具(320、321)は、前記コンディショニングのステップ中に回転し、前記コンディショニング工具(425)は、前記コンディショニングのステップ中に前記研削工具(320、321)に対してアップカット又はダウンカット方向に回転する、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。 The grinding tool (320, 321) is rotated during the conditioning step, and the conditioning tool (425) is in an up-cut or down-cut direction with respect to the grinding tool (320, 321) during the conditioning step. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the method is rotated to 前記コンディショニング工具(425)は、ドレッシングロール、特にプロファイルロール又はフォームロールの基本形状を有し、好ましくは、硬質材料コーティングを伴わない、ドレッシングロールの金属基体に対応する、請求項8に記載の方法。 The method according to claim 8, wherein the conditioning tool (425) corresponds to a metal substrate of a dressing roll, having the basic shape of a dressing roll, in particular a profile roll or a foam roll, preferably without a hard material coating. . 前記コンディショニング工具(416、425)は、前記コンディショニングのステップ中に前記研削工具(320、321)に線接触又は点接触する、請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。 A method according to any of the preceding claims, wherein the conditioning tool (416, 425) makes line or point contact with the grinding tool (320, 321) during the conditioning step. 前記歯車研削機は、コンディショニング中、前記研削工具(320、321)のプロファイルに沿って、前記コンディショニング工具(416、425)と前記研削工具(320、321)との間の接触位置が変化するように、前記研削工具(320、321)と前記コンディショニング工具(416、425)との間の相対的な動きを実行する、請求項1~10のいずれか1項に記載の方法。 The gear grinding machine is configured such that during conditioning, the contact position between the conditioning tool (416, 425) and the grinding tool (320, 321) changes along the profile of the grinding tool (320, 321). 11. The method according to any of the preceding claims, further comprising performing a relative movement between the grinding tool (320, 321) and the conditioning tool (416, 425). ステップc)における全てのワーク(510)が同一の機械加工パラメーター、特に送込み速度及び軸方向送り速度で機械加工され、
前記機械加工パラメーターは、ステップb)が実行されない場合、ステップc)における少なくとも第1のワーク(510)の機械加工中に縁部ゾーンの熱損傷が生じるように選択され、
ステップb)において、前記コンディショニングは、ステップc)における前記機械加工中に縁部ゾーンの熱損傷が生じないように実行される、請求項1~11のいずれか1項に記載の方法。
all workpieces (510) in step c) are machined with the same machining parameters, in particular infeed rate and axial feed rate;
said machining parameters are selected such that, if step b) is not performed, thermal damage of the edge zone occurs during machining of at least the first workpiece (510) in step c);
12. A method according to any one of claims 1 to 11, wherein in step b) the conditioning is carried out such that no thermal damage of the edge zone occurs during the machining in step c).
前記コンディショニングのステップb)は、同じコンディショニング工具(415、426)を用いて複数回実行される、請求項1~12のいずれか1項に記載の方法。 Method according to any of the preceding claims, wherein the conditioning step b) is carried out multiple times using the same conditioning tool (415, 426). 前記研削工具(320、321)は、研削ウォーム又はプロファイル研削ホイールである、請求項1~13のいずれか1項に記載の方法。 A method according to any of the preceding claims, wherein the grinding tool (320, 321) is a grinding worm or a profile grinding wheel. 歯車切削機であって、
研削工具(320、321)をクランプすることができる工具スピンドル(310)と、
ワーク(510)をクランプすることができる少なくとも1つのワークスピンドル(500)と、
少なくとも1つのドレッシング工具(415)をクランプすることができるドレッシング装置(400)と、
前記工具スピンドル(310)、前記ワークスピンドル(500)、及び前記ドレッシング装置(400)を駆動し、それらを互いに対して相対的に動かす複数の機械軸(X1、Y1、Z1、A1、C1、C’、X_P、Y_P、C_P1、C_P2)と、
前記機械軸(X1、Y1、Z1、A1、C1、C’、X_P、Y_P、C_P1、C_P2)を制御する制御ユニット(600)と、
を備え、
前記歯車切削機は、前記ワークスピンドル(500)とは異なるコンディショニング装置(417、420)を備え、少なくとも1つのコンディショニング工具(416、425)を、前記コンディショニング装置(417、420)上にクランプすることができ、
前記制御ユニットは、前記加工機が請求項1~14のいずれか1項に記載の方法を実行するように、前記機械軸を制御するように構成されることを特徴とする、前記歯車切削機。
A gear cutting machine,
a tool spindle (310) capable of clamping a grinding tool (320, 321);
at least one work spindle (500) capable of clamping a work (510);
a dressing device (400) capable of clamping at least one dressing tool (415);
A plurality of machine axes (X1, Y1, Z1, A1, C1, C ', X_P, Y_P, C_P1, C_P2) and
a control unit (600) that controls the mechanical axes (X1, Y1, Z1, A1, C1, C', X_P, Y_P, C_P1, C_P2);
Equipped with
The gear cutting machine comprises a conditioning device (417, 420) different from the work spindle (500), and at least one conditioning tool (416, 425) is clamped on the conditioning device (417, 420). is possible,
The gear cutting machine, characterized in that the control unit is configured to control the machine axes such that the machine carries out the method according to any one of claims 1 to 14. .
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